回火温度对二次硬化马氏体不锈钢组织和性能的影响

二次硬化对回火温度非常敏感,研究了某含Mo二次硬化马氏体不锈钢在250~650 ℃回火时组织和性能的演变过程,并利用XRD、SEM、TEM以及冲击测试等手段分析了显微组织与力学性能之间的关系,着重讨论了试验钢二次硬化与残留奥氏体增韧机理。结果表明: 480~500 ℃回火时,试验钢同时出现了二次硬化和回火脆性现象,宏观硬度达到了56 HRC以上,冲击性能为14 J·cm^-2左右,显微组织主要由纳米级合金碳化物、板条马氏体以及残留奥氏体构成,其中纳米级合金碳化物弥散强化引起了二次硬化,体积分数约为10%的残留奥氏体有利于提高钢的冲击性能。而在上述温度区之外低温和高温回火时,试验钢均具有较高的冲击性能,但宏观硬度相对较低。     

锰对高铬铸铁凝固组织和亚临界硬化行为的影响

采用电子探针、X射线衍射、磁性法和硬度测量等方法研究了两种不同含锰量高铬铸铁的凝固组织和在亚临界处理过程中的硬化行为。结果表明，含锰量分别为2．68％和1．98％的两种高铬铸铁的凝固组织都由奥氏体、马氏体和M7C3型碳化物组成。二者的共晶碳化物数量相当，前者和后者的奥氏体和马氏体含量分别为66．2％、13％和11．8％、68．2％。在亚临界处理中，高铬铸铁出现二次硬化，且前者的二次硬化更明显。这一现象归因于高铬铸铁在亚临界处理过程中所发生的马氏体相变。     

热处理工艺对离心铸造高铬铸铁轧辊组织及硬度的影响

采用了光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计等仪器,研究了离心铸造高铬铸铁轧辊铸态及淬火与回火后的显微组织结构、碳化物和硬度等。结果表明:高铬铸铁轧铸态组织主要是由奥氏体+少量马氏体+(Cr,Fe)₇C₃碳化物组成,碳化物呈粗大板条状或块状,不同温度热处理后,得到回火马氏体+(Cr,Fe)₇C₃+Cr₇C₃碳化物的组织,组织中粗大板条状碳化物消失,得到细小块状或椭圆状碳化物。该高铬铸铁轧辊铸态硬度为56.0HRC左右,在950℃淬火及400℃回火处理后硬度增加到了约65.5HRC。     

Microstructures and erosion-corrosion behavior of Fe-B alloy containing chromium and nickel

The Fe-B alloy containing chromium and nickel was prepared, and the microstructure and erosioncorrosion behavior of the alloy were investigated by means of scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectrometry, X-ray diffraction analysis, Leica digital image analysis, a hardness tester and an erosioncorrosion tester. Cr28 white cast iron was used for comparison. Results show that the microstructures of both as-cast and heat-treated Fe-B alloys consist of austenite and borocarbide. The nickel and chromium elements are mainly distributed over the matrix and borocarbide, respectively. The hardness of the austenite matrix and the Rockwell hardness of heat-treated Fe-B alloy are higher than those of as-cast Fe-B alloy. In the erosioncorrosion test of the slurry, the erosion-corrosion weight loss of Fe-B alloy is lower than that of Cr28 white cast iron, indicating the Fe-B alloy displays higher erosion-corrosion resistance.     

The Kinetics of Phase Transformations During Tempering in Laser Melted High Chromium Cast Steel

The precipitation of secondary carbides in the laser melted high chromium cast steels during tempering at 300-650?°C for 2?h in air furnace was characterized and the present phases was identified, by using transmission electron microscopy. Laser melted high chromium cast steel consists of austenitic dendrites and interdendritic M₂₃C₆ carbides. The austenite has such a strong tempering stability that it remains unchanged at temperature below 400?°C and the secondary hardening phenomenon starts from 450?°C to the maximum value of 672 HV at 560?°C. After tempering at 450?°C fine M₂₃C₆ carbides precipitate from the supersaturated austenite preferentially. In addition, the dislocation lines and slip bands still exist inside the austenite. While tempering at temperature below 560?°C, the secondary hardening simultaneously results from the martensite phase transformation and the precipitation of carbides as well as dislocation strengthening within a refined microstructure. Moreover, the formation of the ferrite matrix and large quality of coarse lamellar M₃C carbides when the samples were tempered at 650?°C contributes to the decrease of hardness.     

锰对高铬铸铁凝固过程和组织的影响

研究了锰对高铬铸铁凝固过程和组织的影响。结果表明：锰降低液相线温度和共晶温度、缩小凝固温度范围;锰降低奥氏体珠光体转变温度,增加碳和铬等元素在奥氏体中的饱和溶解度,从而大大增加奥氏体的生;随锰量的增加,高铬铸铁态组织中残余奥氏体量增加,铸态硬度相应下降;但锰对高铬铸铁中的碳化物没有明显的影响。     

水泥磨机用高铬磨球的亚临界处理研究

主要研究了水泥磨机用高铬磨球采用亚临界处理工艺时的组织转变和性能的变化，并用X衍射、扫描电镜、磁性法和硬度测定法分析了它的硬化机制。研究表明，在亚临界处理过程中，铸铁基体组织中的残条奥氏体会析出二次碳化物并在冷却过程中转变为马氏体，出现二次硬化现象，使其硬度上升。在适当的处理温度和处理时间下，该合金能得到最高的硬度，用亚临界处理的磨球能达到常规热处理的性能，这可以大大的降低生产成本。     

热处理对Fe-Cr-Ni低碳马氏体不锈钢组织及性能的影响

通过真空电弧熔炼方法制备了Fe-13Cr-3.5Ni不锈钢,并系统研究了不同热处理工艺对其微观组织以及硬度的影响。结果表明:熔炼态Fe-13Cr-3.5Ni不锈钢为典型的板条状马氏体组织;经过不同温度固溶和回火处理(600 ℃)后,其组织结构由板条状马氏体和少量残留奥氏体组成,残留奥氏体含量随着固溶温度的升高先增加后减少,而硬度值先降低后升高,硬度最低值为101.5 HRB;在1000 ℃淬火并在不同温度回火后其组织结构由回火板条状马氏体以及残留奥氏体组成,在650 ℃以下回火时,随着回火温度的升高奥氏体含量逐渐增多,当回火温度达700 ℃时,残留奥氏体含量下降,其洛氏硬度值随着回火温度的升高先降低后升高,其硬度值在99~107 HRB范围内。     

预相变马氏体对超级贝氏体钢组织热稳定性的影响

为明确超级贝氏体组织失稳机制以及探索提高超级贝氏体钢中残余奥氏体热稳定性的方法,通过预相变马氏体工艺,即在等温贝氏体相变前引入预相变马氏体,制备了中碳超级贝氏体钢。对比分析了回火前后中碳超级贝氏体钢显微组织和力学性能的变化,研究了预相变马氏体对中碳超级贝氏体钢中贝氏体组织及残余奥氏体热稳定性的影响。结果表明：预相变马氏体的存在能够细化贝氏体铁素体板条,提高残余奥氏体含量和热稳定性。预相变马氏体的引入及其对超级贝氏体组织的细化作用使得试验钢的屈服强度超过1 000 MPa,伸长率大于20%;300～600℃回火1 h后,高碳薄膜状残余奥氏体首先发生分解,形成细小的碳化物,然后贝氏体铁素体板条发生回复和再结晶,形成沿原板条方向的铁素体晶粒;600℃回火后试验钢的屈服强度仍与回火前相当,主要是预相变马氏体周围的薄膜状残余奥氏体未发生明显分解,能够抑制相邻贝氏体铁素体板条的回复。     

热处理工艺对M2高速钢组织和性能的影响

研究了热处理工艺对M2高速钢组织和性能的影响。结果表明:M2高速钢淬火后的组织为淬火马氏体+残留奥氏体+大量碳化物;随着淬火温度的升高,M2钢淬火后残留奥氏体含量(质量分数)升高,经3次回火后残留奥氏体基本上完全消除,增加冷处理后残留奥氏体的含量相对于3次回火的要多,钢的强度和韧性得到改善。对比M2高速钢在不同热处理工艺条件下的组织和性能,最佳热处理工艺为850 ℃×30 min预热+1160 ℃×30 min淬火+(－65 ℃×1 h)冷处理+560 ℃×2 h回火3次。     

一种高铬铸铁磨球的亚临界处理

主要研究了高铬铸铁磨球采用亚临界处理工艺时的组织转变和性能变化 ,用X衍射、扫描电镜、磁性法和硬度测定法分析了它的硬化机制。研究表明 ,在亚临界处理过程中 ,铸铁基体组织中的残余奥氏体会析出二次碳化物并在冷却过程中转变为马氏体 ,出现二次硬化现象 ,使其硬度上升。在适当的处理温度和处理时间下 ,能得到最高的硬度 ,即用亚临界处理的磨球能达到常规热处理的性能 ,从而大大降低生产成本。     

T91钢的回火工艺分析及其组织评定

通过不同正火和回火处理获得不同状态的T91钢试样。采用金相、扫描电镜,硬度测试等方法,研究了不同回火条件下T91钢的组织演化过程与硬度变化规律。结果表明,随正火温度升高,T91钢中合金元素逐渐固溶,板条马氏体逐渐粗化,残留奥氏体减少,1050℃正火后获得最佳细小马氏体组织。670～820℃回火时,T91钢的再结晶点(790℃)和相变点(820℃)很近,随着回火温度的升高,正火板条马氏体开始发生回复和再结晶,带来硬度的逐渐降低,其中790℃回火时硬度最低。T91钢交货态采用760～780℃的回火工艺处理,保证了板条马氏体只发生高温回复,没有发生再结晶,所以从转变过程和组织形态看,称T91钢交货态的组织为回火马氏体更合理。     

热处理工艺对30Cr16Mo1VN钢组织和性能的影响

为探索30Cr16Mo1VN钢最佳的热处理工艺,采用冲击、拉伸试验机、洛氏硬度计、OM、SEM、XRD、TEM研究了淬、回火温度对该钢组织和力学性能的影响。结果表明:该钢最佳的淬火温度为1050 ℃,淬火后存在少量M₂₃C₆碳化物和M₂N氮化物阻碍晶界迁移,其平均晶粒尺寸为14.1 μm,而大部分碳/氮化物固溶进基体中,导致Ms点降低,残留奥氏体含量增至59.2%。经-73 ℃冷处理后,大量残留奥氏体转变成马氏体,硬度提高至57 HRC。该钢300 ℃回火时具有良好的强韧性匹配,抗拉强度达2030 MPa,断面收缩率为10.0%。回火后基体发生回复,位错密度降低,随回火温度的升高,基体上析出细小弥散的球状碳化物阻碍位错运动产生二次硬化,450 ℃回火时出现硬度峰值。回火温度低于500 ℃时,该钢的硬度值皆大于55 HRC,具有良好的回火稳定性。     

回火温度对00Cr13Ni5Mo超级马氏体不锈钢组织及性能的影响

研究了1050 ℃正火+550～700 ℃回火处理对00Cr13Ni5Mo超级马氏体不锈钢中厚板显微组织和力学性能的影响。结果表明,在1050 ℃正火后,随着回火温度的升高,板条状马氏体逐步分解,产生了逆变奥氏体组织,600 ℃回火时其含量最高,之后随着温度的升高逆变奥氏体的含量逐步降低;试验钢的强度、硬度及屈强比均随回火温度的升高先降低后升高。650 ℃回火时,可得到细密的回火索氏体+逆变奥氏体的复相组织,试验钢具有较低的屈强比及良好的冲击性能。     

I&Q&P工艺对高硼铁基耐磨合金组织和性能的影响

借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)和洛氏硬度计等,研究了I&Q&P工艺对高硼铁基耐磨合金组织和性能的影响。结果表明,高硼铁基合金的铸态组织由铁素体、马氏体、残留奥氏体和共晶硼化物组成,硼化物主要为Fe₂B和Fe₂₃(B,C)₆。经I&Q&P工艺处理后,合金中残留奥氏体的体积分数从10.0%上升到16.8%,冲击吸收能量从3.76 J增加到6.80 J,硬度值从59.3 HRC下降至54.0 HRC,并生成了新的硼化物Fe₃(B,C)。同时,合金的耐磨性也有了明显的提高。     

回火温度对高氮不锈轴承钢显微组织与力学性能的影响

采用万能拉伸试验机、冲击试验机、光学显微镜、XRD、SEM和TEM等对高氮不锈轴承钢Cronidur 30不同回火温度下的显微组织和力学性能进行了研究和分析。结果表明:高氮不锈轴承钢Cronidur 30在150~500 ℃回火时的显微组织为回火马氏体+碳氮化物+残留奥氏体,高于550 ℃回火后基体逐渐转变为回火索氏体,同时析出相逐渐聚集、长大;随着回火温度的升高,强度和硬度总体上呈现先下降后升高再下降的过程,而冲击性能反之,在450 ℃回火时,碳化物M₂₃C₆和氮化物Cr₂N析出明显,此时产生二次硬化现象,其抗拉强度可达2133 MPa。400 ℃回火试样发现有极少量富Cr-Fe-Mo的析出相(σ相),显著降低其冲击性能,500 ℃回火时残留奥氏体分解、转变导致冲击性能略有降低。     

淬火温度对中合金马氏体耐磨铸钢组织和性能的影响

对自行设计的矿山球磨机衬板用中合金马氏体耐磨铸钢在900、950、1000、1050、1100 ℃淬火后回火,研究了淬火温度对试验钢组织和性能的影响。试验结果表明,经过淬火、回火处理后的试验钢显微组织由板条马氏体和残留奥氏体组成。当保持回火温度250 ℃不变,随着淬火温度的升高,马氏体组织先变细密后又变粗大,抗拉强度、冲击性能及残留奥氏体含量均呈现先增大后减小的趋势,在1050 ℃淬火取得最优综合力学性能:抗拉强度1623 MPa,冲击性能14.4 J,此时试验钢的强化机理为孪晶马氏体和高密度位错缠结。通过冲击磨损试验解释了试验钢在该工艺下的磨损行为与磨损机理。     

回火温度对55NiCrMoV7热作模具钢组织和性能的影响

采用Formastor-FⅡ型膨胀仪测量55NiCrMoV7钢不同速度连续冷却时的膨胀曲线,利用膨胀法与金相—硬度法,确定相变温度点,并绘制出钢的CCT曲线,采用扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)、洛氏硬度计、拉伸试验机和冲击试验机研究回火温度对55NiCrMoV7钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,在520～600℃回火时,随着回火温度的升高,强硬度逐渐降低,塑韧性逐渐提高,回火温度在560～580℃时,由淬火产生的应力基本消除,马氏体分解、残留奥氏体转变基本完成。此时抗拉强度达到1300 MPa左右,断后伸长率达到14.5%,冲击吸收能量达到30 J以上,综合力学性能最佳。     

热处理工艺对高强韧耐磨铸钢组织和性能的影响

研究了淬火温度及回火温度对高强韧耐磨铸钢组织和性能的影响.结果表明:淬火温度低于930 ℃时,材料的硬度随淬火温度的升高而增大;高于930 ℃时,硬度降低,在930 ℃出现硬度峰值;冲击韧度随淬火加热温度的升高先降低后增大.随着回火温度的升高,材料的硬度缓慢降低,而冲击韧度值升高.高强韧耐磨铸钢经930 ℃×2 h淬火(油淬)+240 ℃×2 h回火+240 ℃×2 h回火后,具有较高的强韧性,硬度≥54 HRC,冲击韧度≥43 J/cm~2,组织为回火马氏体+少量的残留奥氏体,试样冲击断口为准解理断裂.     

深冷处理对合金铸铁组织及耐磨性能的影响

采用OM、SEM、XRD、摩擦试验等分析手段研究了合金铸铁在淬火+回火后增加深冷处理工艺对组织及耐磨性能的影响。结果表明:深冷处理前后合金铸铁的石墨形态均主要以A型为主,级别为5级,深冷处理后马氏体晶界上析出超微细碳化物,残留奥氏体的体积分数由19.6%减小为14.8%,使得合金铸铁的硬度增加了3 HRC;深冷处理后合金铸铁在25~100 ℃的平均热膨胀系数由13.34×10^-6 K^-1减小至10.97×10^-6 K^-1,材料随温升其性能稳定性较好;同工况油润滑条件下,深冷处理后的合金铸铁磨损体积和摩擦因数小于未深冷的合金铸铁。